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减震器的分类及特点

来源:www.jjyktf.com 发表时间:2016-09-19

设计和应用隔振器时,须考虑下列因素:①能提供所需的隔振量;②能承受规定的负载;③能承受温度和其他环境条件(湿度、腐蚀性流体等)的变化;④具有一定的隔振特性;⑤满足应用隔振器的设备对隔振器重量和体积的要求。

激发频率低于质量(设备)弹簧系统的固有频率时,隔振器不起隔振作用;激发频率与固有频率相近时,振动就会放大;只有当激发频率大于固有频率的匇倍时,隔振器才有隔振效果。通常要求激发频率大于固有频率的2~3倍,以便获得良好的隔振效果。粘性阻尼单自由度的隔振系统,当忽略阻尼时,固有频率式中K为隔振器的力劲,m为隔振器上面的集总质量。当隔振器的静态压缩量δst与负载成正比时,如钢弹簧,固有频;δst的单位是米。橡胶隔振器的固有频率常高于上式。

金属橡胶减震器

金属橡胶技术的研究旨在以金属丝为原材料,开发研制一种弹性多孔材料,利用该材料可以制备出具有特殊性能的金属橡胶构件。金属橡胶构件以金属丝为原材料,不含有任何普通橡胶,但却具有橡胶一样的弹性和多孔性,特别适合于解决高低温、大温差、高压、高真空、强辐射、剧烈振动及腐蚀等环境下的阻尼减振、过滤、密封、节流及吸音降噪等疑难问题,可以根据不同工况需要制备出各种结构形状。而且具有储存和使用寿命长,没有老化现象等特点,是航空航天、国防武器装备及民品特殊工况下普通橡胶的最佳替代品。

1、以金属丝为原材料,不含有任何普通橡胶,但却具有橡胶一样的弹性和多孔性。

2、耐高低温、大温差、高真空、强辐射及腐蚀环境。

3、承载能力高,耐疲劳,无老化现象,使用寿命和储存时间长。

4、可满足阻尼、减振、密封、过滤、节流及吸声降噪等需求,是特殊工矿下普通橡胶产品和其它多孔材料制品的最佳替代品。

5、其性能指标具有可设计性,改变不同的工艺参数和方法,可以制备出具有不同结构尺寸和性能特点的金属橡胶产品。

6、适用于航空航天、弹船星舰、国防武器装备、石油化工及汽车工业等各种领域,具有军民两用的鲜明特征。

钢弹簧隔振器

从重达数百吨的设备到轻巧的精密仪器都可以应用钢弹簧隔振器,通常用在静态压缩量大于5厘米的地方或者用在温度和其他环境条件不容许采用橡胶等材料的地方。这种隔振器的优点是:①静态压缩量大,固有频率低,低频隔振良好;②耐受油、水和溶剂等侵蚀,不受温度变化的影响;③不会老化或蠕变;④大量生产时特性变化很小。其缺点是:①本身阻尼极小(阻尼比约0.005),以致共振时传递率非常大;②高频时容易沿钢丝传递振动;③容易产生摇摆运动,因而常须加上外阻尼(如金属丝、橡胶、毛毡等,见图1,b)和惰性块。

钢弹簧有螺旋形、碟形、环形和板形等,螺旋形弹簧应用最广。给定其固有频率后,由计算单个弹簧的垂向劲度K(N/m即牛顿每米)。

橡胶隔振器

可用于受切、受压或切压(图1,c)的情况,很少用于受拉的情况。其优点是:可以做成各种形状和不同劲度。其内部阻尼作用比钢弹簧大,并可隔低至10赫左右的激发频率。缺点是:使用久了会老化,而且在重负载下会有较大蠕变(特别在高温时),所以不应受超过10~15%(受压)或25~50%(切变)的持续变形。天然橡胶的固有频率略低于合成橡胶,其机械性能特点为:变化小,拉力大,受破坏时延伸率长,而且价格较低。隔振垫有软木、毛毡、橡胶垫和玻璃纤维板等,优点是:价格低廉,安装方便,并可裁成所需大小和重叠起来使用,以获得不同程度的隔振效果。

①软木:用作隔振材料的历史最为悠久,通常在承受压力时,静态压缩量达到30%,也不会横向凸出。常用总厚度为5~15厘米,承受负载为每平方厘米0.5~2.0公斤,阻尼比约0.06。软木对腐蚀和溶剂的抵抗力强,对温度变化不甚灵敏。在室温下,使用寿命可达几十年之久。软木由于低频隔振较差,通常适用于扰动频率大于20~30赫的隔振。中国制造的经过碳化的保温软木,其固有频率约11~33赫。静负载和静态压缩量如图2所示。②橡胶垫:特性和橡胶隔振器相似,但由于橡胶在受压时的容积压缩量极小,仅在能横向凸出时才能压缩,故通常做成异形板(图1,d)以容许横凸出和受挠曲,以增加静态压缩量。

③玻璃纤维板:有各种密度和纤维直径的品种。这种隔振材料的劲度通常是随着密度、纤维直径和静态压缩量的增加而递增。中国采用保温用的酚醛树脂玻璃纤维板,在未加负载时总厚度约5~15厘米,常用负载为0.1~0.2千克力/厘米2,阻尼比0.04~0.07,固有频率5~10赫。玻璃纤维板对工业溶剂的抵抗力强,但会吸收潮气等。这种隔振材料由于承载面积较大和静态压缩量大,通常用混凝土机座,在施工和使用时要防止水、砂浆等渗入。它主要用于播音室、录音室、声学实验室和设备的隔振以及一些机器的隔振。

④毛毡:在厚度大,柔软和不致受到过度静负载时,其隔振效果最好。由于阻尼系数较高,在共振时只放大四倍,加之阻抗大,且与大多数工程材料不匹配,故对减少声频范围内的振动传递特别有效。通常采用的厚度为10~25毫米,当承受0.2~7千克力/厘米2压力时,其固有频率约20~40赫,系由毛毡厚度而不是由其面积和静负载决定。

气垫隔振器

一般由橡胶制件充气而成,振动的频率特别低时,它的隔振效果比钢弹簧更佳。固有频率可低至0.1~5赫。它在共振时阻尼高,而在高频时则阻尼小。缺点是:价格昂贵,负载有限,并须经常检查。气垫隔振器分单向作用和双向作用两种。图3为一种简单的、封闭的气垫隔振器,所包容空气的劲度K=γMgA/Vo,其固有频率。γ为比热比(空气为1.4);A为气垫隔振器承受负载的面积;M和Vo为包容空气的质量和容积;g为重力加速度。

隔振基座

机器有时安装在隔振机座上,机座通常由混凝土或钢构成。采用沉重而刚性好的混凝土惰性块可以增加承载机器的有效重量,其作用是:①减少振动,减小机器不平衡力的作用;②提高力阻抗,使机器安装牢固;③降低重心,增加稳定性;④降低固有频率。惰性块的重量至少应等于机器的重量,最好是机器重量的两倍。往复式发动机和压缩机等通常需要3~5倍重量的机座,而轻型机器有时需要重达10倍于机器重量的机座。

钢丝绳减振器

该类减振器能适应现代化产业对振动冲击和噪声控制技术的严格要求,是一种具有优良的振动和冲击性能的新型产品,可有效地降低结构噪声。具有多向弹性变形、非线性软化型刚度、使用与存储方便、重量轻等优点。

  

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